JP2000021714A - Exposure method and aligner, and manufacture of device - Google Patents
Exposure method and aligner, and manufacture of deviceInfo
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/70466—Multiple exposures, e.g. combination of fine and coarse exposures, double patterning or multiple exposures for printing a single feature
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は，露光装置及び露光
方法に関し、例えば微細な回路パターンをウエハ上に露
光するものであって、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップ、
液晶パネル等の表示素子、磁気ヘッド等の検出素子、Ｃ
ＣＤ等の撮像素子といった各種デバイスの製造に好適に
用いられる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method, for example, for exposing a fine circuit pattern onto a wafer.
Display elements such as liquid crystal panels, detection elements such as magnetic heads, C
It is suitably used for manufacturing various devices such as an image sensor such as a CD.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、IC、LSI、液晶パネル等のデ
バイスをフォトリソグラフィ技術を用いて製造する時に
は、フォトマスク又はレチクル等（以下、「マスク」と
記す。）の回路パターンを投影光学系によってフォトレ
ジスト等が塗布されたシリコンウエハ又はガラスプレー
ト等（以下、「ウエハ」と記す。）の感光材が塗布され
た被露光基板上に投影して転写する（露光する）投影露
光方法及び投影露光装置が使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, when devices such as ICs, LSIs, and liquid crystal panels are manufactured using photolithography technology, a circuit pattern of a photomask or a reticle (hereinafter, referred to as a “mask”) is projected onto a projection optical system. And a projection exposure method for projecting and transferring (exposing) onto a substrate to be exposed to which a photosensitive material such as a silicon wafer or a glass plate (hereinafter, referred to as “wafer”) coated with a photoresist or the like is applied. An exposure apparatus is used.
【０００３】上記デバイスの高集積化に対応して、ウエ
ハに転写するパターンの微細化即ち高解像度化と、ウエ
ハにおける１チップの大面積化とが要求されており、こ
れらをいかに向上させるかが常に模索されている。In response to the high integration of the above devices, there is a demand for a finer pattern, ie, a higher resolution, to be transferred to a wafer, and a larger area of one chip on the wafer, and how these can be improved. Always being sought.
【０００４】例えば、解像度を向上させる技術として
は、複数のパターンを重積して露光し合計露光量がレジ
ストの閾値を超えた部分だけが解像するようにした多重
露光技術があり、また、露光面積を拡大する技術として
は、複数のパターンを繋ぎ合わせて広い面積を露光する
スティッチング露光技術がある。For example, as a technique for improving the resolution, there is a multiple exposure technique in which a plurality of patterns are stacked and exposed so that only a portion where the total exposure exceeds a threshold value of the resist is resolved. As a technique for expanding the exposure area, there is a stitching exposure technique for connecting a plurality of patterns to expose a large area.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、多重露光にせ
よスティッチング露光にせよ、ウエハの１レイヤーにつ
いて、１つのチップパターンの作成に複数回の露光を繰
り返すことになるので、露光を繰り返すごとのマスク交
換やウエハの移動などに要する時間が増えて、スループ
ット（単位時間あたりの基板処理量）の向上の妨げにな
る可能性がある。However, whether multiple exposures or stitching exposures are performed, a plurality of exposures are repeated for forming one chip pattern for one layer of the wafer. The time required for mask replacement, wafer movement, and the like increases, which may hinder improvement in throughput (substrate throughput per unit time).
【０００６】本発明は上記従来技術の課題に鑑みてなさ
れたもので、複数のマスクパターンを用いた露光におい
て、トータルのスループットを大きく向上させることが
できる実用性の高い露光方法や露光装置を提供すること
を目的とする。さらには従来以上の微細なパターンの解
像、あるいは従来以上の大露光面積が可能で、且つスル
ープットの向上も果たした優れた露光方法や装置を提供
することを目的とする。さらには、上記露光方法や装置
を用いて、高集積度のパターンを持ったデバイスを高い
生産性で且つ低コストに製造することができるデバイス
製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and provides a highly practical exposure method and an exposure apparatus which can greatly improve the total throughput in exposure using a plurality of mask patterns. The purpose is to do. It is still another object of the present invention to provide an excellent exposure method and apparatus capable of resolving a finer pattern than before, or having a larger exposure area than before, and improving the throughput. Still another object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of manufacturing a device having a highly integrated pattern with high productivity and low cost by using the above-described exposure method and apparatus.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の露光方法のある
形態は、複数の領域を持ったウエハに対して複数のマス
クパターンを交換して露光し、これを複数のウエハを交
換しながら各ウエハに対して順に行う際に、ウエハ又は
（及び）マスクパターンを交換した際には、その交換前
の、最後に用いたマスクパターンで又は（及び）最後に
行った領域に対して、最初の露光を行うことを特徴とす
る。According to one aspect of the exposure method of the present invention, a wafer having a plurality of areas is exposed by exchanging a plurality of mask patterns, and the exposing is performed while exchanging a plurality of wafers. When the wafer or (and / or) mask pattern is replaced when sequentially performing on the wafer, the first mask pattern or (and / or) the last performed region before replacement is replaced with the first one. Exposure is performed.
【０００８】また、本発明のデバイス製造方法は、上記
露光方法でウエハに露光を行うステップと、該露光の後
に現像を行なうステップを含む製造工程によってデバイ
スを製造することを特徴とする。Further, a device manufacturing method according to the present invention is characterized in that a device is manufactured by a manufacturing process including a step of exposing a wafer by the above-described exposure method and a step of performing development after the exposure.
【０００９】本発明の露光装置のある形態は、マスク保
持するマスクステージと、ウエハを保持するウエハステ
ージと、該マスクステージに保持されたマスクを照明し
てウエハに露光を行う露光手段とを備え、複数のマスク
を交換してウエハの複数の領域に対して露光を繰り返し
行い、これを複数のウエハに対して順に行う露光装置で
あって、あるウエハに露光を行った後に次のウエハに露
光を行なう際には、該マスクステージに保持されている
マスクをそのまま用いて最初の露光を行うことを特徴と
する。One embodiment of the exposure apparatus of the present invention includes a mask stage for holding a mask, a wafer stage for holding a wafer, and exposure means for illuminating the mask held on the mask stage to expose the wafer. An exposure apparatus that repeatedly performs exposure on a plurality of regions of a wafer by exchanging a plurality of masks, and sequentially performs the exposure on a plurality of wafers. The first exposure is performed by using the mask held on the mask stage as it is.
【００１０】本発明の露光装置の別の形態は、マスクを
保持するマスクステージと、ウエハを保持するウエハス
テージと、該マスクステージに保持されたマスクを照明
してウエハに露光を行う露光手段とを備え、複数のマス
クを交換してウエハの複数の領域に対して露光を繰り返
し行う露光装置であって、同じウエハにおいてあるマス
クで露光を行った後に次のマスクで露光を行なう際に
は、最後に露光した領域から露光を開始することを特徴
とする。Another aspect of the exposure apparatus of the present invention is a mask stage for holding a mask, a wafer stage for holding a wafer, and an exposure unit for illuminating the mask held on the mask stage to expose the wafer. An exposure apparatus that exchanges a plurality of masks and repeatedly performs exposure on a plurality of regions of a wafer.When performing exposure with a certain mask on the same wafer and then performing exposure with the next mask, The exposure is started from the last exposed area.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】＜多重露光の原理説明＞最初に本
実施形態で採用する多重露光法の原理を説明した後に、
より具体的な露光装置の例を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <Explanation of Principle of Multiple Exposure> First, the principle of the multiple exposure method employed in this embodiment will be described, and then,
A more specific example of the exposure apparatus will be described.
【００１２】図１は多重露光方法を示すフローチャート
である。第１のマスクパターンを用いた２光束干渉露光
ステップ、第２のマスクパターンを用いた投影露光ステ
ップ（通常露光ステップ）、上記２つの露光ステップに
よる多重露光の後に行なう現像ステップ、の大きく３つ
のステップを有する。ここで２光束干渉露光ステップと
投影露光ステップの順序は、図１の逆でもいいし、どち
らか一方のステップが複数回の露光段階を含む場合は各
ステップを交互に行うことも可能である。また，各露光
ステップ間には精密な位置合わせを行なうステップ等が
あるが、ここでは図示を略した。FIG. 1 is a flowchart showing the multiple exposure method. There are roughly three steps: a two-beam interference exposure step using a first mask pattern, a projection exposure step (normal exposure step) using a second mask pattern, and a development step performed after multiple exposure by the two exposure steps. Having. Here, the order of the two-beam interference exposure step and the projection exposure step may be reversed from that in FIG. 1, and when one of the steps includes a plurality of exposure steps, each step may be performed alternately. Although there is a step of performing precise alignment between each exposure step, it is not shown here.
【００１３】図１のフローに従って露光を行なう場合、
まず２光束干渉露光によりウエハ（被露光基板）上に塗
布されたレジストに対して図２に示すような周期的パタ
ーンで露光する。図２中の数字は露光量を表しており、
図２（Ａ）の斜線部は露光量１（実際は任意）で白色部
は露光量０である。When performing exposure according to the flow of FIG.
First, a resist applied on a wafer (substrate to be exposed) by two-beam interference exposure is exposed in a periodic pattern as shown in FIG. The numbers in FIG. 2 represent the exposure amounts,
In FIG. 2A, a hatched portion indicates an exposure amount 1 (actually arbitrary), and a white portion indicates an exposure amount 0.
【００１４】このような周期パターンのみを露光後現像
する場合、通常、感光基板であるウエハのレジストの露
光しきい値Ｅthは図２（Ｂ）の下部のグラフに示す通り
露光量０と１の間に設定する。尚、図２（Ｂ）の上部は
最終的に得られるリソグラフィパターン（凹凸パター
ン）を示している。When only such a periodic pattern is developed after exposure, the exposure threshold value E th of the resist on the wafer serving as the photosensitive substrate is usually set to the exposure amounts 0 and 1 as shown in the lower graph of FIG. Set between. The upper part of FIG. 2B shows a finally obtained lithographic pattern (concavo-convex pattern).
【００１５】図３に、この場合のウエハのレジストに関
して、現像後の膜厚の露光量依存性と露光しきい値とを
ポジ型レジスト（以下、「ポジ型」と記す。）とネガ型
レジスト（以下、「ネガ型」記す。）の各々について示
してあり、ポジト型の場合は露光しきい値以上の場合
に、ネガ型の場合は露光しきい値以下の場合に、現像後
の膜厚が０となる。FIG. 3 shows the dependence of the film thickness after development on the amount of exposure and the exposure threshold value of the resist on the wafer in this case, as a positive resist (hereinafter referred to as "positive") and a negative resist. (Hereinafter, referred to as “negative type”). In the case of a positive type, the film thickness after development is equal to or greater than the exposure threshold, and in the case of a negative type, the thickness is equal to or less than the exposure threshold. Becomes 0.
【００１６】図４はこのような露光を行った場合の現像
とエッチングプロセスを経てリソグラフィパターンが形
成される様子を、ネガ型とポジ型の場合に関して示した
摸式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a lithographic pattern is formed through the development and etching processes when such exposure is performed, for a negative type and a positive type.
【００１７】本実施形態においては、この通常の露光感
度設定とは異なり、図５（図２（Ａ）と同じ図面）及び
図６に示す通り、２光束干渉露光での最大露光量を１と
した時、ウエハのレジストの露光しきい値Ｅthを１より
も大きく設定する。このウエハは図２に示す２光束干渉
露光のみ行った露光パターン（露光量分布）を現像した
場合は露光量が不足するので、多少の膜厚変動はあるも
のの現像によって膜厚が０となる部分は生じず、エッチ
ングによってリソグラフィパターンは形成されない。こ
れは即ち２光束干渉露光パターンの消失と見做すことが
できる(尚、ここではネガ型を用いた場合の例を用いて
本発明の説明を行うが、本発明はポジ型の場合でも実施
できる)。尚、図６において、上部はリソグラフィパタ
ーンを示し（何もできない）、下部のグラフは露光量分
布と露光しきい値の関係を示す。また、下部に記載のＥ
1は２光束干渉露光における露光量を、Ｅ2は通常の投影
露光における露光量を表わしている。In this embodiment, unlike the normal exposure sensitivity setting, as shown in FIGS. 5 (the same drawing as FIG. 2A) and FIG. 6, the maximum exposure amount in the two-beam interference exposure is set to 1. when the larger set than the exposure threshold E th of the resist of the wafer 1. When the exposure pattern (exposure amount distribution) obtained by performing only the two-beam interference exposure shown in FIG. 2 is developed, the exposure amount becomes insufficient. No lithography pattern is formed by etching. This can be considered as the disappearance of the two-beam interference exposure pattern (the present invention is described using an example using a negative type, but the present invention is also applied to a positive type. it can). In FIG. 6, the upper part shows the lithography pattern (nothing can be done), and the lower part shows the relationship between the exposure amount distribution and the exposure threshold. In addition, E described at the bottom
1 the exposure amount in the two-beam interference exposure, E 2 represents an exposure amount in the conventional projection exposure.
【００１８】本実施形態の特徴は、２光束干渉露光のみ
では一見消失する高解像度の露光パターンを通常の投影
露光による露光パターンと融合して所望の領域のみ選択
的にレジストの露光しきい値以上露光し、最終的に所望
のリソグラフィパターンを形成できるところにある。The feature of this embodiment is that a high-resolution exposure pattern, which is apparently lost only by two-beam interference exposure, is fused with an exposure pattern formed by ordinary projection exposure, and only a desired region is selectively exposed to light above a resist exposure threshold. Exposure is performed so that a desired lithography pattern can be finally formed.
【００１９】図７（Ａ）は通常の投影露光による露光パ
ターンであり、本実施形態では、通常の投影露光の解像
度は２光束干渉露光の約半分としている為、ここでは投
影露光による露光パターンの線幅が２光束干渉露光のに
よる露光パターンの線幅の約２倍として示してある。FIG. 7A shows an exposure pattern obtained by normal projection exposure. In this embodiment, the resolution of the normal projection exposure is set to about half that of the two-beam interference exposure. The line width is shown as about twice the line width of the exposure pattern obtained by the two-beam interference exposure.
【００２０】図７（Ａ）の露光パターンを作る投影露光
を、図５の２光束干渉露光の後に、現像工程なしで、同
一レジストの同一領域に重ねて行ったとすると、このレ
ジストの合計の露光量分布は図７（Ｂ）の下部のグラフ
のようになる。尚、ここでは２光束干渉露光の露光量Ｅ
1と投影露光の露光量Ｅ2の比が１:１、レジストの露光
しきい値Ｅthが露光量Ｅ1（＝１）と露光量Ｅ1と投影露
光の露光量Ｅ2の和（＝２）の間に設定されている為、
図７（Ｂ）の上部に示したリソグラフィパターンが形成
される。図７（Ｂ）の上部に示す孤立線パターンは、解
像度が２光束干渉露光のものであり且つ単純な周期的パ
ターンもない。従って通常の投影露光で実現できる解像
度以上の高解像度のパターンが得られたことになる。Assuming that the projection exposure for forming the exposure pattern shown in FIG. 7A is performed on the same area of the same resist without the development step after the two-beam interference exposure shown in FIG. 5, the total exposure of this resist The amount distribution is as shown in the lower graph of FIG. Here, the exposure amount E of the two-beam interference exposure is used.
1 and the ratio of the exposure amount E 2 of the projection exposure is 1: 1, the exposure threshold E th of the resist exposure E 1 (= 1) and the exposure amount sum of the exposure amount E 2 of E 1 and the projection exposure (= Since it is set between 2),
The lithography pattern shown in the upper part of FIG. 7B is formed. The isolated line pattern shown in the upper part of FIG. 7B has a two-beam interference exposure and has no simple periodic pattern. Therefore, a high-resolution pattern higher than the resolution that can be realized by ordinary projection exposure is obtained.
【００２１】ここで仮に、図８の露光パターンを作る投
影露光（図５の露光パターンの２倍の線幅で露光しきい
値以上(ここではしきい値の２倍の露光量)の投影露光）
を、図５の２光束干渉露光の後に、現像工程なしで、同
一レジストの同一領域に重ねて行ったとすると、このレ
ジストの合計の露光量分布は図８（Ｂ）のようになり、
２光束干渉露光の露光パターンは消失して最終的に投影
露光によるリソグラフィパターンのみが形成される。Here, suppose that the projection exposure for forming the exposure pattern shown in FIG. 8 (projection exposure with a line width twice as large as the exposure pattern in FIG. 5 and an exposure threshold or more (here, an exposure amount twice as large as the threshold)). )
Is performed over the same region of the same resist without the development step after the two-beam interference exposure in FIG. 5, the total exposure distribution of this resist is as shown in FIG.
The exposure pattern of the two-beam interference exposure disappears, and finally only a lithography pattern by the projection exposure is formed.
【００２２】また、図９に示すように図５の露光パター
ンの３倍の線幅で行う場合も理屈は同様であり、４倍以
上の線幅の露光パターンでは、基本的に２倍の線幅の露
光パターンと３倍の線幅の露光パターンの組み合わせか
ら、最終的に得られるリソグラフィパターンの線幅は自
明であり、投影露光で実現できるリソグラフィパターン
は全て、本実施形態でも形成可能である。As shown in FIG. 9, the principle is the same when the exposure is performed with a line width three times as large as that of the exposure pattern shown in FIG. The line width of the finally obtained lithography pattern is obvious from the combination of the exposure pattern having the width and the exposure pattern having the triple line width, and all the lithography patterns that can be realized by the projection exposure can be formed in the present embodiment. .
【００２３】以上簡潔に説明した２光束干渉露光と投影
露光の夫々による露光量分布（絶対値及び分布）とウエ
ハのレジストのしきい値の調整を行うことにより、図
６、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）、及び図９（Ｂ）で示した
ような多種のパターンの組み合せより成り且つ最小線幅
が２光束干渉露光の解像度（図７（Ｂ）のパターン）と
なる回路パターンを形成することができる。By adjusting the exposure amount distribution (absolute value and distribution) and the threshold value of the resist on the wafer by the two-beam interference exposure and the projection exposure briefly described above, FIGS. 8 (B) and 9 (B), and a circuit pattern having a minimum line width of two-beam interference exposure resolution (the pattern of FIG. 7 (B)). Can be formed.
【００２４】以上の露光方法の原理をまとめると、 （１）投影露光をしないパターン領域、即ちレジストの
露光しきい値以下の２光束干渉露光パターンは現像によ
り消失する。 （２）レジストの露光しきい値以下の露光量で行った投
影露光のパターン領域に関しては、投影露光と２光束干
渉露光のパターンの組み合わせにより決まる２光束干渉
露光の解像度を持つ露光パターンが形成される。 （３）露光しきい値以上の露光量で行った投影露光のパ
ターン領域は、投影露光のみでは解像しなかった微細パ
ターンも同様に（マスクに対応する）形成する。という
ことになる。更にこの露光方法の利点として，最も解像
力の高い２光束干渉露光の部分では、通常の露光に比し
てはるかに大きい焦点深度が得られることが挙げられ
る。The principles of the above-described exposure methods can be summarized as follows: (1) A pattern area not subjected to projection exposure, that is, a two-beam interference exposure pattern having a resist exposure threshold or less, disappears by development. (2) With respect to the pattern area of the projection exposure performed with the exposure amount equal to or less than the exposure threshold value of the resist, an exposure pattern having the resolution of the two-beam interference exposure determined by the combination of the pattern of the projection exposure and the two-beam interference exposure is formed. You. (3) In the pattern area of the projection exposure performed with the exposure amount equal to or more than the exposure threshold value, a fine pattern (corresponding to a mask) which is not resolved by the projection exposure alone is similarly formed. It turns out that. Further, an advantage of this exposure method is that a much larger depth of focus can be obtained in the two-beam interference exposure part having the highest resolution than in the normal exposure.
【００２５】次に他の例を説明する。ここでは露光によ
り得られる回路パターン（リソグラフィパターン）とし
て、図１０に示す所謂ゲート型のパターンを対象として
いる。Next, another example will be described. Here, as a circuit pattern (lithography pattern) obtained by exposure, a so-called gate type pattern shown in FIG. 10 is targeted.
【００２６】図１０のゲートパターンは横方向の即ち図
中A-A'方向の最小線幅が０.１μｍであるのに対して、
縦方向では０.２μｍ以上である。本実施形態によれ
ば、このような１次元方向のみ高解像度を求められる２
次元パターンに対しては２光束干渉露光をかかる高解像
度の必要な１次元方向のみで行えばいい。In the gate pattern of FIG. 10, the minimum line width in the horizontal direction, that is, in the direction of AA 'in the figure is 0.1 μm.
In the vertical direction, it is 0.2 μm or more. According to the present embodiment, it is possible to obtain a high resolution only in such a one-dimensional direction.
For a two-dimensional pattern, two-beam interference exposure may be performed only in a one-dimensional direction requiring high resolution.
【００２７】図１１を用いて１次元方向のみの２光束干
渉露光と通常の投影露光の組み合わせの一例を示す。図
１１の（Ａ）は１次元方向のみの２光束干渉露光による
周期的な露光パターンを示す。この露光パターンの周期
は０.２μｍであり、この露光パターンは線幅０.１μｍ
Ｌ&Ｓパターンに相当する。図１１の下部における数値
は露光量を表すものである。FIG. 11 shows an example of a combination of two-beam interference exposure only in one-dimensional direction and ordinary projection exposure. FIG. 11A shows a periodic exposure pattern by two-beam interference exposure only in one-dimensional direction. The cycle of this exposure pattern is 0.2 μm, and this exposure pattern has a line width of 0.1 μm.
It corresponds to an L & S pattern. Numerical values in the lower part of FIG. 11 represent exposure amounts.
【００２８】このような２光束干渉露光は、図１２で示
すような投影露光法で、マスクと照明方法を図１３又は
図１４のようにすることで実現できる。図１２は縮小投
影光学系（多数枚のレンズより成る）を用いた投影露光
であり、露光波長２４８nm（ＫｒＦエキシマレーザー）
に対してNA０.６以上が可能である。図中、１６１はマ
スク、１６２はマスク１６１から出て光学系１６３に入
射する物体側露光光、１６３は投影光学系、１６４は開
口絞り、１６５は投影光学系１６３から出てウエハ１６
６に入射する像側露光光、１６６は被露光基板であるウ
エハを示し、１６７は絞り１６４の円形開口に相当する
瞳面での光束の位置を一対の黒点で示した説明図であ
る。図１２は２光束干渉露光を行っている状態の摸式図
であり、物体側露光光１６２と像側露光光１６５は双方
とも、２つの平行光線束だけから成っている。Such two-beam interference exposure can be realized by a projection exposure method as shown in FIG. 12 and a mask and an illumination method as shown in FIG. 13 or FIG. FIG. 12 shows projection exposure using a reduction projection optical system (comprising a large number of lenses). The exposure wavelength is 248 nm (KrF excimer laser).
NA of 0.6 or more is possible. In the figure, reference numeral 161 denotes a mask; 162, object-side exposure light which emerges from the mask 161 and enters the optical system 163; 163, a projection optical system; 164, an aperture stop;
Reference numeral 166 denotes a wafer serving as a substrate to be exposed, and reference numeral 167 denotes an explanatory diagram in which a position of a light beam on a pupil plane corresponding to a circular opening of the stop 164 is indicated by a pair of black dots. FIG. 12 is a schematic diagram showing a state in which the two-beam interference exposure is being performed. Both the object-side exposure light 162 and the image-side exposure light 165 consist of only two parallel light beams.
【００２９】２光束干渉露光を行うためには，マスクと
その照明方法を図１３又は図１４のいずれかのように設
定すればよい。以下これらの３つの例について説明す
る。In order to perform two-beam interference exposure, the mask and its illumination method may be set as shown in FIG. 13 or FIG. Hereinafter, these three examples will be described.
【００３０】図１３はレベンソン型の位相シフトマスク
を示しており、クロムより成る遮光部１７１のピッチＰ
Oが（４）式で０、位相シフタ１７２のピッチＰOSが
（５）式で表わされるマスクである。FIG. 13 shows a Levenson-type phase shift mask, in which the pitch P of the light-shielding portion 171 made of chromium is shown.
O is 0 in the equation (4), and the pitch P OS of the phase shifter 172 is a mask represented by the equation (5).
【００３１】 ＰO＝ＭＰ＝２ＭＲ＝Ｍλ／（２ＮＡ） ……（４） ＰOS＝２ＰO＝Ｍλ／（ＮＡ） ……（５） ここで、Mは投影光学系１６３の投影倍率、λは露光波
長、NAは投影光学系１６３の像側の開口数を示す。P O = MP = 2MR = Mλ / (2NA) (4) P OS = 2P O = Mλ / (NA) (5) where M is the projection magnification of the projection optical system 163 and λ. Represents the exposure wavelength, and NA represents the numerical aperture of the projection optical system 163 on the image side.
【００３２】一方、図１３（Ｂ）が示すマスクは、クロ
ムより成る遮光部のないシフタエッジ型の位相シフトマ
スクであり、レベンソン型と同様に位相シフタ１８１の
ピッチＰOSを上記（５）式を満たすように構成したもの
である。On the other hand, the mask shown in FIG. 13 (B) is a shifter edge type phase shift mask made of chrome without a light-shielding portion. Like the Levenson type, the pitch P OS of the phase shifter 181 is calculated by the above equation (5). It is configured to satisfy.
【００３３】図１３（Ａ）、（Ｂ）の夫々の位相シフト
マスクを用いて２光束干渉露光を行なうには、これらの
マスクをσ＝０（又は０に近い値）所謂コヒーレント照
明を行なう。具体的には、マスク面に対して垂直な方向
（光軸に平行な方向）から平行光線束をマスクに照射す
る。このような照明を行なうと、マスクから上記垂直な
方向に出る０次透過回折光に関しては、位相シフタによ
り隣り合う透過光の位相差がπとなって打ち消し合い存
在しなくなり、±１次の透過回折光の２平行光線束はマ
スクから投影光学系１６３の光軸に対して対称に発生
し、図１２の２個の物体側露光がウエハ上で干渉する。
また２次以上の高次の回折光は投影光学系１６３の開口
絞り１６４の開口に入射しないので結像には寄与しな
い。In order to perform two-beam interference exposure using the phase shift masks shown in FIGS. 13A and 13B, these masks are subjected to so-called coherent illumination with σ = 0 (or a value close to 0). Specifically, the mask is irradiated with a parallel light beam from a direction perpendicular to the mask surface (a direction parallel to the optical axis). When such illumination is performed, the phase difference between the adjacent transmitted lights becomes π due to the phase shifter with respect to the 0th-order transmitted diffracted light emitted from the mask in the above-described vertical direction. The two parallel light beams of the diffracted light are generated symmetrically from the mask with respect to the optical axis of the projection optical system 163, and the two object-side exposures shown in FIG. 12 interfere on the wafer.
Further, second-order or higher-order diffracted light does not enter the aperture of the aperture stop 164 of the projection optical system 163, and therefore does not contribute to image formation.
【００３４】一方、図１４に示したマスクは、クロムよ
り成る遮光部の遮光部のピッチＰOが（４）式と同様の
（６）式で表わされるマスクである。On the other hand, the mask shown in FIG. 14 is a mask in which the pitch P O of the light-shielding portion of the light-shielding portion made of chrome is represented by the same expression (6) as the expression (4).
【００３５】 ＰO＝ＭＰ＝２ＭＲ＝Ｍλ／（２ＮＡ） ……（６） ここで、Mは投影光学系１６３の投影倍率、λは露光波
長、NAは投影光学系１６３の像側の開口数を示す。P O = MP = 2MR = Mλ / (2NA) (6) where M is the projection magnification of the projection optical system 163, λ is the exposure wavelength, and NA is the image-side numerical aperture of the projection optical system 163. Is shown.
【００３６】図１４の位相シフタを有していないマスク
には、１個又は２個の平行光線束による斜入射照明とす
る。この場合の平行光線束のマスクへの入射角θ0は、
（７）式を満たすように設定される。２個の平行光線束
を用いる場合が、光軸を基準にして互いに逆方向にθ0
傾いた平行光線束によりマスクを照明する。The mask without the phase shifter shown in FIG. 14 is subjected to oblique incidence illumination using one or two parallel light beams. In this case, the incident angle θ 0 of the parallel light beam to the mask is
It is set so as to satisfy the expression (7). In the case where two parallel light beams are used, θ 0 is opposite to each other with respect to the optical axis.
The mask is illuminated by the oblique parallel light beam.
【００３７】sinθ0＝Ｍ／ＮＡ……（７） ここでも、Mは投影光学系１６３の投影倍率、NAは投影
光学系１６３の像側の開口数を示す。Sin θ 0 = M / NA (7) Here, M is the projection magnification of the projection optical system 163, and NA is the image-side numerical aperture of the projection optical system 163.
【００３８】図１４に示す位相シフタを有していないマ
スクを上記（７）式を満たす平行光線束により斜入射照
明を行なうと、マスクからは、光軸に対して角度θ0で
直進する０次透過回折光とこの０次透過回折光の光路と
投影光学系の光軸に関して対称な光路に沿って進む（光
軸に対して角度−θ0で進む）−１次透過回折光の２光
束が図１２の２個の物体側露光光１６２として生じ、こ
の２光束が投影光学系１６３の開口絞り１６４の開口部
に入射し、結像が行なわれる。When a mask having no phase shifter shown in FIG. 14 is subjected to oblique incidence illumination with a parallel light beam satisfying the above-mentioned equation (7), the mask travels straight at an angle θ 0 with respect to the optical axis. Two light fluxes of a first-order transmitted diffracted light and an optical path of the zero-order transmitted diffracted light and an optical path symmetrical with respect to the optical axis of the projection optical system (advancing at an angle of −θ 0 with respect to the optical axis) —a first-order transmitted diffracted light Are generated as two object-side exposure light beams 162 in FIG. 12, and these two light beams enter the aperture of the aperture stop 164 of the projection optical system 163 to form an image.
【００３９】尚、本発明においてはこのような１個又は
２個の平行光線束による斜入射照明も「コヒーレント照
明」として取り扱う。In the present invention, such oblique incidence illumination by one or two parallel light beams is also treated as "coherent illumination".
【００４０】以上が、マスクを用いて２光束干渉露光を
行う方法であり、通常の投影露光装置の照明光学系は部
分的コヒーレント照明を行なうように構成してあるの
で、照明光学系の０＜σ＜１に対応する開口絞りをσ≒
０に対応する特殊開口絞りに交換可能にする等して、投
影露光装置において実質的にコヒーレント照明を行なう
よう構成することができる。The above is the method of performing two-beam interference exposure using a mask. Since the illumination optical system of a normal projection exposure apparatus is configured to perform partial coherent illumination, 0 <0 of the illumination optical system is used. The aperture stop corresponding to σ <1 is σ ≒
For example, the projection exposure apparatus can be configured to perform substantially coherent illumination by making it possible to replace the special aperture stop corresponding to 0.
【００４１】図１０及び図１１が示す実施形態の説明に
戻る。本実施形態では前述した２光束干渉露光の次に行
なう通常の投影露光によって図１１（Ｂ）が示す「工」
の字型のパターンの露光を行う。図１１（Ｂ）の上部に
は２光束干渉露光による露光パターンとの相対的位置関
係と通常の投影露光の露光パターンの５領域での露光量
を示し、同図の下部は、通常の投影露光によるウエハの
レジストに対する露光量を縦横０.１μｍピッチの分解
能でマップ化したものである。Returning to the description of the embodiment shown in FIGS. In the present embodiment, the “work” shown in FIG. 11B is performed by the normal projection exposure performed after the two-beam interference exposure described above.
Exposure is performed on a U-shaped pattern. The upper part of FIG. 11B shows the relative positional relationship with the exposure pattern by two-beam interference exposure and the exposure amount in five areas of the exposure pattern of the normal projection exposure, and the lower part of the same figure shows the normal projection exposure. Is a map of the exposure amount of the wafer to the resist with a resolution of 0.1 μm in the vertical and horizontal directions.
【００４２】この投影露光による露光パターンの線幅は
２光束干渉露光の場合の２倍の０.２μｍである。この
ような領域毎に露光量が異なる、多値の露光量分布を生
じさせる（露光量が０と１と２の３値あるから多値）投
影露光を行う方法としては、図中１で示した領域に対応
するマスクの開口部の透過率をＴ％、図中２で示した領
域に対応するマスクの開口部に透過率を２Ｔ％とした複
数段の透過率を持つ特殊マスクを用いる方法があり、こ
の方法では投影露光を一回の露光で完了することがで
き、この特殊マスクを用いる場合の各露光での露光量比
はウエハ上で、２光束干渉露光:透過率Tの開口部での投
影露光：透過率２Ｔでの投影露光=１:１:２である。The line width of the exposure pattern by this projection exposure is 0.2 μm, which is twice as large as that in the two-beam interference exposure. A method of performing projection exposure for generating a multi-level exposure amount distribution in which the exposure amount differs for each region (the exposure amount has three values of 0, 1, and 2) is shown in FIG. Using a special mask having a plurality of stages of transmittance with the transmittance of the mask corresponding to the region indicated by T% as the transmittance of the mask corresponding to the region shown in FIG. In this method, the projection exposure can be completed in one exposure, and the exposure amount ratio in each exposure when this special mask is used is two-beam interference exposure on the wafer: the opening of transmittance T Exposure at 1: projection exposure at a transmittance of 2T = 1: 1: 2.
【００４３】領域毎に露光量が異なる投影露光を行うた
めの別の方法としては、図１１（Ｄ）の上部と下部とに
示す露光パターンが生じる２種類のマスクを用いて順次
露光する方法である、この場合には各マスクによる露光
量は１段で良いため、マスクの開口部の透過率も１段で
済む。この場合の露光量比はウエハ上で、２光束干渉露
光:第１回投影露光:第２回投影露光= １:１:１である。As another method for performing projection exposure in which the exposure amount differs for each region, a method of sequentially exposing using two types of masks that produce an exposure pattern shown in the upper part and the lower part in FIG. In this case, since the exposure amount of each mask may be one step, the transmittance of the opening of the mask may be one step. In this case, the exposure amount ratio on the wafer is two-beam interference exposure: first projection exposure: second projection exposure = 1: 1: 1.
【００４４】以上説明した２光束干渉露光と通常の投影
露光の組み合わせによって図１０の微細回路パターンが
形成される様子について述べる。本実施形態においては
２光束干渉露光と通常の投影露光の間には現像過程はな
い。従って各露光の露光パターンが重なる領域での露光
量は加算され、加算後の露光量（分布）により新たな露
光パターンが生じることとなる。The manner in which the fine circuit pattern shown in FIG. 10 is formed by a combination of the two-beam interference exposure described above and ordinary projection exposure will be described. In this embodiment, there is no developing process between the two-beam interference exposure and the normal projection exposure. Therefore, the exposure amounts in the areas where the exposure patterns of the respective exposures overlap are added, and a new exposure pattern is generated based on the added exposure amount (distribution).
【００４５】図１１（Ｃ）の上部は図１１（Ａ）の露光
パターンと図１１（Ｂ）の露光パターンの露光量の加算
した結果生じる露光量分布（露光パターン）を示してお
り、図１１（Ｃ）の下部はこの露光パターンに対して現
像を行った結果のパターンを灰色で示したものであり、
本実施形態ではウエハのレジストは露光しきい値が１よ
り大きく２未満であるものを用いており、そのため現像
によって露光量が１より大きい部分のみがパターンとし
て現れている。図１１（Ｃ）の下部に灰色で示したパタ
ーンの形状と寸法は図１０に示したゲートパターンの形
状と寸法と一致しており、本実施形態の露光方法によっ
て、０．１５μm以下（例えば０．１μm）といった微細
な線幅を有する回路パターンが、部分的コヒーレント照
明とコヒーレント照明が切換え可能な照明光学系を有す
る投影露光装置を用いて形成可能である。The upper part of FIG. 11C shows an exposure distribution (exposure pattern) resulting from adding the exposure amounts of the exposure pattern of FIG. 11A and the exposure pattern of FIG. 11B. The lower part of (C) shows the pattern obtained by developing this exposure pattern in gray,
In the present embodiment, the resist of the wafer has an exposure threshold value of more than 1 and less than 2, so that only a portion where the exposure amount is more than 1 appears as a pattern due to the development. The shape and size of the pattern shown in gray at the bottom of FIG. 11C match the shape and size of the gate pattern shown in FIG. 10, and are 0.15 μm or less (for example, 0 μm or less) by the exposure method of this embodiment. (1 .mu.m) can be formed using a projection exposure apparatus having an illumination optical system capable of switching between partially coherent illumination and coherent illumination.
【００４６】＜露光装置の実施例＞図１５は、上記原理
の多重露光を可能にするための、２光束干渉用露光と通
常の投影露光の双方が行なえる高解像度露光装置を示す
概略図である。<Embodiment of Exposure Apparatus> FIG. 15 is a schematic view showing a high-resolution exposure apparatus capable of performing both two-beam interference exposure and normal projection exposure to enable multiple exposure based on the above principle. is there.
【００４７】同図において、２２１は露光光源（ＫｒＦ
エキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザ、あるいはＦ
２レーザー)、２２２は照明光学系で、照明範囲を規定
するマスキングブレードを有している。２２３はマスク
（レチクル）、２２４はマスクを保持してスキャン移動
可能なマスクステージ、２２７はマスク２２３の回路パ
ターンをウエハ２２８上に縮小投影する投影光学系であ
る。２２９はステップ移動及びスキャン移動ウエハステ
ージで、光学系２２７の光軸に直交する平面（ＸＹ）及
びこの光軸方向（Ｚ）に移動可能で、レーザー干渉計等
を用いてそのＸＹ方向の位置が正確に制御される。ま
た、不図示のマスク位置合わせ光学系、ウエハ位置合わ
せ光学系を備える。これは例えばオフアクシス位置合わ
せ光学系、ＴＴＬ位置合わせ光学系、ＴＴＲ位置合わせ
光学系などである。In the figure, reference numeral 221 denotes an exposure light source (KrF
Excimer laser, ArF excimer laser, or F
Reference numeral 222 denotes an illumination optical system, which has a masking blade for defining an illumination range. Reference numeral 223 denotes a mask (reticle), 224 denotes a mask stage that can scan and hold the mask, and 227 denotes a projection optical system that reduces and projects the circuit pattern of the mask 223 onto the wafer 228. Reference numeral 229 denotes a step moving and scanning moving wafer stage, which is movable in a plane (XY) orthogonal to the optical axis of the optical system 227 and in the optical axis direction (Z), and its position in the XY direction is determined using a laser interferometer or the like. Controlled precisely. Further, a mask positioning optical system (not shown) and a wafer positioning optical system are provided. This is, for example, an off-axis positioning optical system, a TTL positioning optical system, a TTR positioning optical system, or the like.
【００４８】２３０は複数種のマスク２３０を収納する
マスクストッカを有するマスクチェンジャであり、不図
示のレチクルライブラリーから供給される複数種のマス
ク、例えば多重露光するための通常のマスクと前述した
レベンソン型位相シフトマスク又はエッジシフタ型マス
ク又は位相シフタを有していない周期パターンマスクを
それぞれストッカに収納する。２３２はマスク搬送機構
であり、マスクステージに供給前のマスクを一時待機さ
せるスタンバイポジション２４０を有している。さら
に、マスク搬送機構２３２はマスクストッカとスタンバ
イポジションの間、スタンバイポジションとマスクステ
ージとの間でそれぞれマスクを搬送するためのハンドリ
ング機構を有している。スタンバイポジションとマスク
ステージとの間でのマスク搬送は、マスクを素早く交換
できるようにスタンバイポジションからのマスクの供給
とマスクステージからのマスクの回収をほぼ同時に行な
えるような機構、例えば図１５の２０１に示すようなマ
スクＭ１とマスクＭ２を同時に保持して回転させること
で両者の位置を入れ替える回転機構となっている。マス
ク搬送機構２３２によって、ストッカ２３１から任意の
マスクを選択的に取出してスタンバイポジション２４０
を介してマスクステージ２２４に供給し、且つ使用済み
のマスクをスタンバイポジションを介して回収してスト
ッカに戻す。Reference numeral 230 denotes a mask changer having a mask stocker for accommodating a plurality of types of masks 230. A plurality of types of masks supplied from a reticle library (not shown), for example, a normal mask for multiple exposure and the aforementioned Levenson The phase shift mask, the edge shifter type mask, or the periodic pattern mask having no phase shifter are stored in the stocker, respectively. Reference numeral 232 denotes a mask transport mechanism, which has a standby position 240 for temporarily waiting the mask before supply to the mask stage. Further, the mask transport mechanism 232 has a handling mechanism for transporting the mask between the mask stocker and the standby position and between the standby position and the mask stage. The transfer of the mask between the standby position and the mask stage is performed by a mechanism capable of supplying the mask from the standby position and recovering the mask from the mask stage almost simultaneously so that the mask can be quickly changed, for example, 201 in FIG. The rotation mechanism is such that the positions of the mask M1 and the mask M2 are switched by simultaneously holding and rotating the mask M1 and the mask M2 as shown in FIG. An arbitrary mask is selectively taken out from the stocker 231 by the mask transport mechanism 232 and the standby position 240
The used mask is supplied to the mask stage 224 through the standby position, and the used mask is collected through the standby position and returned to the stocker.
【００４９】２３０は複数枚のウエハ２３３を収納する
ウエハストッカを有するウエハチャンジャである。２３
５はウエハ搬送機構であり、ウエハストッカとウエハス
テージとの間でウエハを搬送するためのハンドリング機
構を有している。ウエハ搬送機構２３５によって、スト
ッカから任意のウエハを取出してウエハステージ２２９
に供給し、且つ露光済みのウエハを回収してストッカに
戻す。Numeral 230 denotes a wafer changer having a wafer stocker for accommodating a plurality of wafers 233. 23
Reference numeral 5 denotes a wafer transfer mechanism, which has a handling mechanism for transferring a wafer between the wafer stocker and the wafer stage. An arbitrary wafer is taken out of the stocker by the wafer transfer mechanism 235 and the wafer stage 229 is taken out.
And the exposed wafer is collected and returned to the stocker.
【００５０】照明光学系２２２は部分的コヒーレント照
明とコヒーレント照明とを切換え可能に構成してあり、
コヒーレント照明の場合には、ブロック２００内に図示
した（１a）の平行照明光又は（１ｂ）の斜入射照明光
を、前述したレベンソン型位相シフトマスク、エッジシ
フタ型マスク又は位相シフタを有していない周期パター
ンマスクのいずれか一つに供給する。また、部分的コヒ
ーレント照明の場合にはブロック２００内に図示した
（２）の通常照明光を所望のマスクに供給する。部分的
コヒーレント照明からコヒーレント照明とを切換えは、
通常光学系２２２のフライアイレンズの直後に置かれる
開口絞りを、この絞りに比して開口径が十分に小さいコ
ヒーレント照明用絞りと交換すれば良い。The illumination optical system 222 is configured to be able to switch between partially coherent illumination and coherent illumination.
In the case of coherent illumination, the parallel illumination light (1a) or the oblique incident illumination light (1b) illustrated in the block 200 is not provided with the above-described Levenson-type phase shift mask, edge shifter-type mask, or phase shifter. It is supplied to any one of the periodic pattern masks. In the case of partial coherent illumination, the normal illumination light (2) shown in the block 200 is supplied to a desired mask. Switching from partially coherent lighting to coherent lighting
The aperture stop, which is usually placed immediately after the fly-eye lens of the optical system 222, may be replaced with a coherent illumination stop whose aperture diameter is sufficiently smaller than this stop.
【００５１】次に、上記構成の露光装置の動作について
説明する。本実施例ではステップ・アンド・スキャン方
式の動作シーケンスを採用するが、１つのショット領域
に一括露光するステップ・アンド・リピート方式にも適
用可能である。Next, the operation of the exposure apparatus having the above configuration will be described. In the present embodiment, the operation sequence of the step-and-scan method is adopted, but the present invention can also be applied to the step-and-repeat method in which one shot area is exposed collectively.
【００５２】ステップ・アンド・スキャンの基本的な動
作シーケンスは、ウエハステージをＸ方向もしくはＹ方
向にステップ移動させて転写すべきショット領域を位置
決めするステップ動作と、マスクステージとウエハステ
ージをＹ方向に同期移動させながら走査露光を行うスキ
ャン動作とを繰り返すものである。スキャン動作におい
ては、スリット形状の照明光および投影光学系に対し
て、マスクステージとウエハステージを共に同期的に所
定の速度比（本実施例では４：１）で定速で移動させる
ことによって、マスクのパターン全体をウエハの１つの
ショット領域に走査露光転写する。The basic operation sequence of the step-and-scan includes a step operation of moving the wafer stage in the X direction or the Y direction to position a shot area to be transferred and a step operation of moving the mask stage and the wafer stage in the Y direction. The scanning operation of performing scanning exposure while moving synchronously is repeated. In the scanning operation, both the mask stage and the wafer stage are synchronously moved at a constant speed at a predetermined speed ratio (4: 1 in this embodiment) with respect to the slit-shaped illumination light and the projection optical system. The entire pattern of the mask is scanned, exposed and transferred to one shot area of the wafer.
【００５３】図１６はステップ・アンド・スキャンによ
って多重露光を行なう手順を示すフローチャート図であ
る。なお、ここでは１レイヤーについて２種類のマスク
を用い、マスクＭ１は上述したような２光束干渉を行な
うためのパターン、マスクＭ２は通常の投影露光を行う
ための孤立パターンを持ったものとする。なお、１つの
ショット領域内には１つもしくは複数分のチップパター
ンが形成される。FIG. 16 is a flowchart showing a procedure for performing multiple exposure by step-and-scan. Here, two types of masks are used for one layer, the mask M1 has a pattern for performing the two-beam interference as described above, and the mask M2 has an isolated pattern for performing normal projection exposure. One or a plurality of chip patterns are formed in one shot area.
【００５４】最初に、マスクストッカからマスクＭ１を
取出してマスクステージにセットする（ステップ１０
０）。これと同時に、ウエハストッカからレジスト塗布
済みの未露光ウエハを１枚取出して、ウエハステージに
セットする（ステップＳ１０１）。First, the mask M1 is taken out of the mask stocker and set on the mask stage (step 10).
0). At the same time, one unexposed wafer on which resist has been applied is taken out of the wafer stocker and set on the wafer stage (step S101).
【００５５】ステップマスクとウエハの両方がセットさ
れたら、ステップ・アンド・スキャンもしくはステップ
・アンド・リピートの動作シーケンスに従って、マスク
Ｍ１の周期パターンをウエハの複数領域、ここでは３６
箇所のショット領域の各々に対して、図１７（Ａ）に示
す手順で、ショット領域１から開始してショット領域３
６まで番号昇順に順次露光転写する（ステップＳ１０
２）。なお、各ショット領域で走査露光を行う走査方向
は図中の上下方向である。When both the step mask and the wafer are set, the periodic pattern of the mask M1 is changed to a plurality of areas of the wafer, here 36 in accordance with the operation sequence of step-and-scan or step-and-repeat.
For each of the shot areas, starting from the shot area 1 and the shot area 3 according to the procedure shown in FIG.
Exposure transfer is performed in ascending order up to number 6 (step S10
2). Note that the scanning direction in which scanning exposure is performed in each shot area is the vertical direction in the figure.
【００５６】本実施例の手順における第１のポイント
は、ショット領域３６の露光が終了した後、ウエハステ
ージを動かさずにそのまま待機して、直前に露光したシ
ョット領域を維持することである（ステップＳ１０
３）。The first point in the procedure of the present embodiment is that after the exposure of the shot area 36 is completed, the wafer stage is not moved and the apparatus stands by as it is to maintain the shot area exposed immediately before (step). S10
3).
【００５７】ついで、マスクステージ上のマスクＭ１を
回収すると共に、マスクストッカから取出されスタンバ
イポジションに待機しているマスクＭ２をマスクステー
ジ上に供給しセットすることで、マスクＭ１とマスクＭ
２とを交換する（ステップＳ１０４）。この交換の際、
マスク回収とマスク供給は、上述したハンドリング機構
によってほぼ同時に行なうため短時間で交換が可能であ
る。Next, the mask M1 on the mask stage is recovered, and the mask M2 taken out of the mask stocker and waiting at the standby position is supplied and set on the mask stage.
2 is exchanged (step S104). During this exchange,
Since the mask collection and mask supply are performed almost simultaneously by the above-described handling mechanism, the mask can be replaced in a short time.
【００５８】そして、マスクＭ１の周期パターンが転写
された各ショット領域に対して、マスクＭ２のパターン
を多重露光を開始する。このとき、上述のようにウエハ
ステージは動かさずにそのまま待機していないので、マ
スクＭ１で最後に露光したショット領域３６が投影光学
系の光軸位置（露光位置）に位置している。そこで、マ
スクＭ２を露光は、図１７（Ｂ）のようにショット領域
３６を最初に行ない、番号降順にショット領域１までを
順に行なう（ステップＳ１０５）。これによりマスクを
交換した際にウエハステージをショット領域１に空戻し
する無駄な動作が省略できるため、戻し動作に要する装
置の揺れを軽減し位置決め時間が短縮され、スループッ
トの向上が図れる。Then, for each shot area to which the periodic pattern of the mask M1 has been transferred, multiple exposure of the pattern of the mask M2 is started. At this time, as described above, since the wafer stage does not move and does not stand by, the shot area 36 last exposed by the mask M1 is located at the optical axis position (exposure position) of the projection optical system. Therefore, the exposure of the mask M2 is performed in the shot area 36 first as shown in FIG. 17B, and the exposure is performed in the order of decreasing numbers up to the shot area 1 (step S105). As a result, the useless operation of returning the wafer stage to the shot area 1 when the mask is replaced can be omitted, so that the swing of the device required for the return operation can be reduced, the positioning time can be shortened, and the throughput can be improved.
【００５９】各ショット領域では上述した原理の多重露
光によって、マスクＭ１とマスクＭ２の両者のパターン
の合計露光量がレジストの閾値を超えた部分だけが解像
し、使用する露光装置の解像度以上の高解像度のパター
ン転写を可能とする。In each shot area, by the multiple exposure based on the principle described above, only the portion where the total exposure amount of the patterns of both the mask M1 and the mask M2 exceeds the threshold value of the resist is resolved, and the resolution is higher than the resolution of the exposure apparatus used. Enables high-resolution pattern transfer.
【００６０】以上の手順で１枚のウエハの１レイヤーへ
の露光が終わると、露光済みのウエハを回収して、次の
新しいウエハをウエハステージ上に供給してセットする
（ステップＳ１０７）。ショット領域１を露光位置に位
置させたときに、ウエハステージがウエハの交換位置に
一番近づくようにすれば、ウエハ交換に伴うウエハステ
ージの移動量・移動時間を最短にすることができ、さら
なるスループット向上が図れる。これは上記手順で１レ
イヤーの多重露光が終わったときに、最初に露光したシ
ョット領域が一番最初に露光したショット領域と同一
（上記例ではショット領域１）となる場合、すなわち、
多重露光に使用するマスクの枚数が２枚、あるいは２の
倍数枚であるときに有効である。When the exposure of one wafer to one layer is completed by the above procedure, the exposed wafer is collected, and the next new wafer is supplied and set on the wafer stage (step S107). When the shot area 1 is positioned at the exposure position, if the wafer stage is moved closest to the wafer replacement position, the movement amount and the movement time of the wafer stage associated with the wafer replacement can be minimized. Throughput can be improved. This is the case where the first exposed shot area becomes the same as the first exposed shot area (shot area 1 in the above example) when one layer of multiple exposure is completed in the above procedure, ie,
This is effective when the number of masks used for multiple exposure is two or a multiple of two.
【００６１】ここで、本実施例の手順における第２のポ
イントは、１枚のウエハが終了して別のウエハに交換す
るとき、直前に使用したマスクは交換しないことである
（ステップＳ１０６）。Here, the second point in the procedure of this embodiment is that when one wafer is finished and replaced with another wafer, the mask used immediately before is not replaced (step S106).
【００６２】交換した新しいウエハに対して今度はマス
クＭ２を最初に露光して、ショット領域１から３６まで
の順に、ウエハ上の各ショット領域に対して通常の投影
露光を行ない（ステップＳ１０８）、ついでウエハステ
ージはそのまま待機したまま（ステップＳ１０９）、マ
スクＭ１に交換して（ステップＳ１１０）各ショット領
域に対して逆の順序（３６から１の順）で周期パターン
を露光して（ステップＳ１１１）多重露光する。すなわ
ち、マスクＭ２の露光順序は図１７（Ａ）、マスクＭ１
の露光順序は図１７（Ｂ）に示すとおりである。多重露
光においては、重積するパターンはどちらを先に露光し
ても得られる結果は同様であるという、多重露光に特有
の性質を利用することで、ウエハを交換する毎に２種類
のパターンの露光順序の入れ替えを行ない、スループッ
トの向上を果たしている。This time, the mask M2 is exposed first on the replaced new wafer, and normal projection exposure is performed on each shot area on the wafer in the order of shot areas 1 to 36 (step S108). Next, while the wafer stage is kept waiting (Step S109), the wafer M is replaced with a mask M1 (Step S110), and a periodic pattern is exposed to each shot area in the reverse order (from 36 to 1) (Step S111). Perform multiple exposure. That is, the exposure order of the mask M2 is as shown in FIG.
Are as shown in FIG. 17B. In multi-exposure, by using the characteristic peculiar to multi-exposure that the same pattern is obtained regardless of which pattern is exposed first, two types of patterns are changed each time the wafer is replaced. The exposure order is changed to improve the throughput.
【００６３】そして、マスクＭ１はそのまま待機し（ス
テップＳ１１２）、ウエハを回収したら（ステップＳ１
１３）、ウエハストッカ中の全てのウエハへの多重露光
が済んだかどうかを確認し（ステップＳ１１４）、まだ
残りがある場合にはステップＳ１０１に戻り、全ウエハ
の露光が完了したらマスクをマスクステージから回収し
（ステップＳ１１５）て終了する。そして、ストッカに
蓄積された露光済みのウエハを現像装置に送って（ステ
ップＳ１１６）現像処理を行う。Then, the mask M1 is kept waiting (step S112), and the wafer is collected (step S1).
13) Check whether multiple exposures have been completed on all wafers in the wafer stocker (step S114), and if there are any remaining, return to step S101, and after exposing all wafers, remove the mask from the mask stage. The collection (step S115) ends. Then, the exposed wafer accumulated in the stocker is sent to the developing device (Step S116), and the developing process is performed.
【００６４】なお、上述したフローチャートは処理すべ
きウエハの枚数が偶数枚であるという前提であるが、ウ
エハ枚数が偶数枚か奇数枚か不明の場合は、ステップＳ
１０６の後にステップＳ１１４と同様の判断ステップを
入れて、全てのウエハの処理が済んだと判断されたら露
光済みウエハを回収してステップＳ１１５にジャンプす
るような処理手順とすれば良い。The above-described flowchart is based on the premise that the number of wafers to be processed is an even number. If it is not clear whether the number of wafers is an even number or an odd number, step S is performed.
After 106, a judgment step similar to step S114 is inserted, and if it is judged that all the wafers have been processed, the processing procedure may be such that the exposed wafer is collected and the processing jumps to step S115.
【００６５】以上説明した手順における第１のポイント
は、ウエハの複数のショット領域の各々に対して複数の
マスク（マスクパターン）を交換しながら多重露光を行
い、これを複数のウエハを交換しながら各ウエハに対し
て順に行う際に、あるマスク（マスクパターン）で露光
を行った後に次のマスク（マスクパターン）に交換して
露光を行なう際には、前のマスク（マスクパターン）で
最後に露光したショット領域に対して最初の露光を行う
ことである。第２のポイントは、ウエハの複数のショッ
ト領域の各々に対して複数のマスク（マスクパターン）
を交換しながら多重露光を行い、これを複数のウエハを
交換しながら各ウエハに対して順に行う際に、あるウエ
ハに露光を行った後に次のウエハに交換して露光を行な
う際には、前のウエハで最後に用いたマスク（マスクパ
ターン）を交換することなくそのまま用いて最初の露光
を行うことである。これらのポイントのいずれか一方だ
けを採用しても効果があるが、両者の複合的な組み合わ
せよって、トータルのスループットの大幅な向上が可能
となる。The first point in the procedure described above is that multiple exposure is performed while exchanging a plurality of masks (mask patterns) for each of a plurality of shot areas of a wafer, and this is performed while exchanging a plurality of wafers. When sequentially performing exposure on each wafer, after exposing with a certain mask (mask pattern), exchanging with the next mask (mask pattern), and performing exposure, the last mask (mask pattern) is used last. The first exposure is performed on the exposed shot area. The second point is that a plurality of masks (mask patterns) are provided for each of a plurality of shot areas of the wafer.
When exchanging multiple exposures while exchanging a plurality of wafers and sequentially performing this for each wafer, when exposing one wafer and then exposing it to the next wafer, The first exposure is performed by using the last used mask (mask pattern) of the previous wafer without replacing it. Employing only one of these points is effective, but a combined combination of the two makes it possible to greatly improve the total throughput.
【００６６】本実施例では１つのショット領域を走査露
光するステップ・アンド・スキャン方式、１つのショッ
ト領域を一括露光するステップ・アンド・リピート方式
のいずれも適用可能であり、いずれの方式においても、
マスクの交換回数やウエハの移動の無駄を省くことによ
ってトータルスループットの向上が期待できる。特にス
テップ・アンド・スキャンにおいては、以下に説明する
ようにスループット向上の効果が大きい。すなわち、ス
テップ・アンド・スキャンでは、停止状態のマスクを加
速して走査露光中を行なった後にマスクステージが減速
して停止してから行なうため、実際の露光に要する時間
に対してそれ以外のマスク交換に要する時間の占める割
合が大きい。このため、上記説明した手順によって１枚
のウエハあたりのマスク交換の回数を減らすことはスル
ープットの向上に大きく貢献するものである。In this embodiment, any of the step-and-scan method for scanning and exposing one shot area and the step-and-repeat method for collectively exposing one shot area can be applied.
It is expected that the total throughput will be improved by eliminating the number of times of changing masks and wasting of wafer movement. Particularly, in step-and-scan, as described below, the effect of improving the throughput is great. That is, in step-and-scan, the mask in the stopped state is accelerated to perform scanning exposure, and then the mask stage is decelerated and stopped. The percentage of time required for replacement is large. For this reason, reducing the number of mask replacements per wafer by the above-described procedure greatly contributes to an improvement in throughput.
【００６７】特に、２種類のマスクパターンを用いて１
つの領域を露光する際には、マスクの交換回数が半減す
るため顕著な効果がある。図２０はこれを説明するもの
である。１枚目のウエハＷ１に対して、マスクＭ１、Ｍ
２のパターンの順で露光を行った後、２枚目のウエハＷ
２に交換したら、今後はマスクＭ２、Ｍ１のパターンの
順に露光する。３枚目のウエハＷ３では１枚目のウエハ
と同様にＭ１，Ｍ２の順に露光する。以下４枚目以降の
ウエハについても同様である。このように、各ウエハに
つきマスクを交換する交換工程が１つ省略でき、マスク
の交換回数が半減する。In particular, using two types of mask patterns,
When exposing one area, the number of mask replacements is halved, which has a remarkable effect. FIG. 20 illustrates this. For the first wafer W1, masks M1, M
After exposing in the order of pattern 2, the second wafer W
After exchanging with 2, the masks M2 and M1 are exposed in this order. The third wafer W3 is exposed in the order of M1 and M2 in the same manner as the first wafer. The same applies to the fourth and subsequent wafers. In this manner, one replacement step of replacing the mask for each wafer can be omitted, and the number of mask replacements is reduced by half.
【００６８】なお、ウエハの１レイヤーに用いるマスク
はＭ１，Ｍ２の２枚に限らず、これ以上の複数枚であっ
てもよい。例えばＭ１，Ｍ２，Ｍ３の３枚のマスクを使
用する場合の手順を図２１に示す。この場合も各ウエハ
につきマスクを交換する交換工程が１つ省略でき、マス
クの交換回数が３分の２に減る。The number of masks used for one layer of the wafer is not limited to two, M1 and M2, and a plurality of masks may be used. For example, FIG. 21 shows a procedure when three masks M1, M2, and M3 are used. In this case as well, one replacement step of replacing the mask for each wafer can be omitted, and the number of mask replacements can be reduced to two thirds.
【００６９】また、複数枚のマスクを用意する代わり
に、図２２に示すように１枚のマスク上に複数のパター
ンを持ったものを使用することもできる。パターンが３
種類以上必要なら、同一のマスク上に３種類以上のパタ
ーンを形成すれば良い。この場合は、図２２（Ｂ）ある
いは（Ｃ）に示すように、露光装置の照明光学系に設け
た照明範囲を制御可能なマスキングブレードで、使用し
ないマスクパターンの領域を遮光して、必要なパターン
のみを選択的に照明することでマスクパターンを切替、
すなわちマスクパターンを交換する。つまり、複数のマ
スクパターンを用意して各マスクパターンを交換しなが
ら露光を行うことが本質であり、これを実現するには、
それぞれがパターンを有する複数のマスクを個別に用意
する、あるいは複数のパターンを１枚のマスク上に備え
たものを用意するなどのバリエーションがあり得るとい
うことである。Instead of preparing a plurality of masks, a mask having a plurality of patterns on one mask can be used as shown in FIG. Pattern 3
If more types are required, three or more types of patterns may be formed on the same mask. In this case, as shown in FIG. 22 (B) or (C), a masking blade provided in the illumination optical system of the exposure apparatus and capable of controlling the illumination range shields the area of the mask pattern which is not used from being used. Switching the mask pattern by selectively illuminating only the pattern,
That is, the mask pattern is exchanged. In other words, it is essential to prepare a plurality of mask patterns and perform exposure while exchanging each mask pattern. To realize this,
This means that there can be variations such as individually preparing a plurality of masks each having a pattern or preparing a mask having a plurality of patterns on one mask.
【００７０】なお、多重露光に限らず、例えばウエハ上
で複数のパターンを繋ぎ合わせて大きな面積の１つのチ
ップパターンを露光する繋ぎ合わせ露光、いわゆるステ
ィッチング露光にも本発明は適用可能である。すなわ
ち、複数のマスクパターンを交換しながら繋ぎ合わせ露
光で大露光面積のパターンを形成し、これを複数のウエ
ハを交換しながら各ウエハに対して順に行う際に、ウエ
ハを交換した際には、その交換前の最後に用いたマスク
パターンで最初の露光を行うことで、マスクパターンの
交換回数を減らすことができる。また、同じウエハにお
いてマスクパターンを交換した際には、その交換前の最
後に露光した領域のチップパターンに対して最初の露光
を行うことで、ウエハの移動を最小限に抑えることがで
きる。The present invention can be applied not only to the multiple exposure but also to a so-called stitching exposure, for example, a stitching exposure in which a plurality of patterns are stitched on a wafer to expose one chip pattern having a large area. That is, when exchanging a plurality of mask patterns, forming a pattern having a large exposure area by joining exposure, and sequentially performing this for each wafer while exchanging a plurality of wafers, when exchanging wafers, By performing the first exposure using the last used mask pattern before the replacement, the number of times of replacement of the mask pattern can be reduced. Further, when the mask pattern is replaced on the same wafer, the movement of the wafer can be minimized by performing the first exposure on the chip pattern in the last exposed area before the replacement.
【００７１】以上説明したように、複数の領域を持った
ウエハに対して複数のマスクパターンを交換して多重露
光あるいはスティッチング露光し、これを複数のウエハ
を交換しながら各ウエハに対して順に行う際に、ウエハ
又は（及び）マスクパターンを交換した際には、その交
換前の最後に用いたマスクパターンで又は（及び）最後
に露光した領域に対して最初の露光を行うことで、マス
クパターンの交換回数又は（及び）無駄なウエハの移動
を減らすことができ、トータルのスループットを大きく
向上させることができる。As described above, multiple exposure or stitching exposure is performed on a wafer having a plurality of areas by exchanging a plurality of mask patterns, and this is sequentially performed on each wafer while exchanging a plurality of wafers. When exchanging a wafer or (and / or) a mask pattern, the first exposure is performed with the last used mask pattern before the exchange or (and) the first exposure is performed on the last exposed area. The number of pattern replacements and / or useless movement of the wafer can be reduced, and the total throughput can be greatly improved.
【００７２】＜デバイス製造方法の実施例＞次に上記説
明した露光装置又は露光方法を利用したデバイス製造方
法の例を説明する。<Embodiment of Device Manufacturing Method> Next, an example of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus or exposure method will be described.
【００７３】図４は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）
ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によ
って作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程
であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。FIG. 4 shows a flow of manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micro machines, etc.). Step 1
In (Circuit Design), a device pattern is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the designed pattern. Step 3 (wafer manufacturing)
Then, a wafer is manufactured using a material such as silicon or glass. Step 4 (wafer process) is called a pre-process,
An actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).
【００７４】図５は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハにレジストを塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置又は方法
によって多重露光によってマスクの回路パターンをウエ
ハの複数のショット領域に並べて焼付露光する。ステッ
プ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。これ
らのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上
に多重に回路パターンが形成される。本実施例の生産方
法を用いれば、従来は製造が難しかった高精度デバイス
を高い生産性ですなわち低コストで製造することができ
る。FIG. 5 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a resist is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus or method to align and expose the circuit pattern of the mask on a plurality of shot areas of the wafer by multiple exposure. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. By using the production method of this embodiment, a high-precision device, which was conventionally difficult to produce, can be produced with high productivity, that is, at low cost.
【００７５】[0075]
【発明の効果】本発明の露光方法もしくは露光装置によ
れば、マスクパターンの交換回数もしくは無駄なウエハ
の移動を減らすことができ、トータルのスループットを
大きく向上させることができる。又、多重露光を適用す
れば、従来以上の微細なパターンの解像が可能であり、
スループットの向上と微細化を高いレベルで両立させる
ことができる。又、スティッチング露光を適用すれば、
従来以上の大きなチップサイズの露光が可能であり、ス
ループット向上と大サイズ化を高いレベルで両立させる
ことができる。According to the exposure method or the exposure apparatus of the present invention, it is possible to reduce the number of times of changing the mask pattern or to uselessly move the wafer, thereby greatly improving the total throughput. Also, if multiple exposure is applied, finer pattern resolution than before is possible,
It is possible to achieve both improvement in throughput and miniaturization at a high level. Also, if you apply stitching exposure,
Exposure with a larger chip size than before can be performed, and both improvement in throughput and increase in size can be achieved at a high level.
【００７６】また、本発明のデバイス製造方法によれ
ば、従来は製造が難しかった高精度デバイスを高い生産
性ですなわち低コストで製造することができる。Further, according to the device manufacturing method of the present invention, a high-precision device, which has conventionally been difficult to manufacture, can be manufactured with high productivity, that is, at low cost.
【図１】多重露光の手順を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of multiple exposure.
【図２】２光束干渉露光による露光パターンを示す説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an exposure pattern by two-beam interference exposure.
【図３】レジストの露光感度特性を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing exposure sensitivity characteristics of a resist.
【図４】現像によるパターン形成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing pattern formation by development.
【図５】通常の２光束干渉露光による露光パターンを示
す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an exposure pattern by ordinary two-beam interference exposure.
【図６】本発明における２光束干渉露光による露光パタ
ーンを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an exposure pattern by two-beam interference exposure in the present invention.
【図７】第１の実施形態において形成できる露光パター
ン（リソグラフィパターン）の一例を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of an exposure pattern (lithographic pattern) that can be formed in the first embodiment.
【図８】第１の実施形態において形成できる露光パター
ン（リソグラフィパターン）の他の一例を示す説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of an exposure pattern (lithographic pattern) that can be formed in the first embodiment.
【図９】第１の実施形態において形成できる露光パター
ン（リソグラフィパターン）の他の一例を示す説明図で
ある。FIG. 9 is an explanatory diagram showing another example of an exposure pattern (lithography pattern) that can be formed in the first embodiment.
【図１０】ゲートパターンを示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a gate pattern.
【図１１】第２の実施形態を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a second embodiment.
【図１２】２光束干渉露光を行なう投影露光法を示す概
略図である。FIG. 12 is a schematic view showing a projection exposure method for performing two-beam interference exposure.
【図１３】図１２の装置に使用するマスクおよび照明方
法の１例を示す説明図である。13 is an explanatory diagram showing one example of a mask and an illumination method used in the apparatus of FIG.
【図１４】図１２の装置に使用するマスクおよび照明方
法の他の１例を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory view showing another example of a mask and an illumination method used in the apparatus of FIG. 12;
【図１５】多重露光を実現する投影露光装置を示す概略
図である。FIG. 15 is a schematic view showing a projection exposure apparatus that realizes multiple exposure.
【図１６】ステップ・アンド・スキャンによる多重露光
の手順を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing a procedure of multiple exposure by step and scan.
【図１７】使用するマスク毎の露光順序を示す図であ
る。FIG. 17 is a diagram showing an exposure order for each mask to be used.
【図１８】２枚のマスクを使用する場合のマスクとウエ
ハを交換する手順を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a procedure for exchanging a mask and a wafer when two masks are used.
【図１９】３枚のマスクを使用する場合のマスクとウエ
ハを交換する手順を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a procedure for exchanging a mask and a wafer when three masks are used.
【図２０】１枚のマスク上に複数のパターンを形成した
例を説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example in which a plurality of patterns are formed on one mask.
【図２１】半導体デバイスを製造する製造フローを示す
図である。FIG. 21 is a diagram showing a manufacturing flow for manufacturing a semiconductor device.
【図２２】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。FIG. 22 is a diagram showing a detailed flow of a wafer process.
２００ 各種照明方法 ２２１ エキシマレーザ ２２２ 照明光学系 ２２３ マスク ２２４ マスクステージ ２２７ 投影光学系 ２２８ ウエハ ２２９ ウエハステージ ２３０ ２光束干渉用マスクと通常投影露光用のマスク ２３１ マスクチェンジャ ２３２ マスク搬送機構 ２３３ ウエハ ２３４ ウエハチャンジャ ２３５ ウエハ搬送機構 ２４０ スタンバイポジション Reference Signs List 200 Various illumination methods 221 Excimer laser 222 Illumination optical system 223 Mask 224 Mask stage 227 Projection optical system 228 Wafer 229 Wafer stage 230 2 Light flux interference mask and normal projection exposure mask 231 Mask changer 232 Mask transport mechanism 233 Wafer 234 Wafer changer 235 Wafer transfer mechanism 240 Standby position
Claims (24)
のマスクパターンを交換して露光し、これを複数のウエ
ハを交換しながら各ウエハに対して順に行う際に、ウエ
ハ又は（及び）マスクパターンを交換した際には、その
交換前の最後に用いたマスクパターンで又は（及び）最
後に行った領域に対して、最初の露光を行うことを特徴
とする露光方法。When exposing a wafer having a plurality of regions by exchanging a plurality of mask patterns and sequentially performing exposure on each wafer while exchanging a plurality of wafers, the wafer or (and) When exchanging a mask pattern, an exposure method is characterized in that first exposure is performed on a region used with a last used mask pattern before and / or before the exchange.
なるマスクに形成されていることを特徴とする請求項１
記載の露光方法。2. The method according to claim 1, wherein the plurality of mask patterns are formed on different masks.
Exposure method according to the above.
ク上に形成されたものであることを特徴とする請求項１
記載の露光方法。3. The apparatus according to claim 1, wherein the plurality of mask patterns are formed on the same mask.
Exposure method according to the above.
光することを特徴とする請求項１記載の露光方法。4. The exposure method according to claim 1, wherein a plurality of mask patterns are exchanged to perform multiple exposure.
ッチング露光することを特徴とする請求項１記載の露光
方法。5. The exposure method according to claim 1, wherein a plurality of mask patterns are exchanged to perform stitching exposure.
ターンを用いて露光を行なうことを特徴とする請求項１
乃至５のいずれか記載の露光方法。6. The method according to claim 1, wherein each region is exposed using a mask pattern of a multiple of two.
6. The exposure method according to any one of claims 1 to 5.
ケンスで複数の領域に順次露光を行うことを特徴とする
請求項１乃至６のいずれか記載の露光方法。7. The exposure method according to claim 1, wherein a plurality of regions are sequentially exposed in a step-and-scan operation sequence.
ケンスで複数の領域に順次露光を行うことを特徴とする
請求項１乃至６のいずれか記載の露光方法。8. The exposure method according to claim 1, wherein a plurality of regions are sequentially exposed in a step-and-repeat operation sequence.
徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の露光方法。9. The exposure method according to claim 1, wherein the area is a shot area.
分のチップパターンが形成されることを特徴とする請求
項９記載の露光方法。10. The exposure method according to claim 9, wherein one or more chip patterns are formed in the shot area.
クでの露光を行ない、部分的コヒーレント照明によって
第２のマスクの露光を行なうことを特徴とする請求項４
記載の露光装置。11. The method according to claim 4, wherein exposure with the first mask is performed by coherent illumination, and exposure of the second mask is performed by partial coherent illumination.
Exposure apparatus according to the above.
た２光束干渉露光と、第２のマスクを用いた通常の露光
を行なうものであって、前記二つの露光の少なくとも一
方の露光において前記基板に多値的な露光量分布を与え
ることを特徴とする請求項４記載の露光装置。12. The multi-exposure includes two-beam interference exposure using a first mask and normal exposure using a second mask, wherein at least one of the two exposures is used. The exposure apparatus according to claim 4, wherein a multi-level exposure amount distribution is given to the substrate.
の夫々は一回又は複数回の露光段階より成ることを特徴
とする請求項１２記載の露光装置。13. The exposure apparatus according to claim 12, wherein each of the two-beam interference exposure and the normal exposure includes one or a plurality of exposure steps.
特徴とする請求項１３のいずれか記載の露光装置。14. The exposure apparatus according to claim 13, wherein an exposure wavelength is 250 nm or less.
マスクの供給をほぼ同時に行なうことを特徴とする請求
項２記載の露光装置。15. The exposure apparatus according to claim 2, wherein when exchanging the mask, the collection of the mask and the supply of the mask are performed substantially simultaneously.
光方法でウエハに露光を行うステップと、該露光の後に
現像を行なうステップを含む製造工程によってデバイス
を製造することを特徴とするデバイス製造方法。16. A device manufacturing method, wherein a device is manufactured by a manufacturing process including a step of exposing a wafer by the exposure method according to claim 1 and a step of performing development after the exposure. Method.
エハを保持するウエハステージと、該マスクステージに
保持されたマスクを照明してウエハに露光を行う露光手
段とを備え、複数のマスクを交換してウエハの複数の領
域に対して露光を繰り返し行い、これを複数のウエハに
対して順に行う露光装置であって、あるウエハに露光を
行った後に次のウエハに露光を行なう際には、該マスク
ステージに保持されているマスクをそのまま用いて最初
の露光を行うことを特徴とする露光装置。17. A mask stage for holding a mask, a wafer stage for holding a wafer, and exposure means for illuminating the mask held on the mask stage and exposing the wafer, and exchanging a plurality of masks. An exposure apparatus that repeatedly performs exposure on a plurality of regions of a wafer and sequentially performs the exposure on a plurality of wafers. When performing exposure on one wafer and then performing exposure on the next wafer, the exposure mask is used. An exposure apparatus for performing an initial exposure using a mask held on a stage as it is.
ウエハを保持するウエハステージと、該マスクステージ
に保持されたマスクを照明してウエハに露光を行う露光
手段とを備え、複数のマスクを交換してウエハの複数の
領域に対して露光を繰り返し行う露光装置であって、同
じウエハにおいてあるマスクで露光を行った後に次のマ
スクで露光を行なう際には、最後に露光した領域から露
光を開始することを特徴とする露光装置。18. A mask stage for holding a mask,
A wafer stage for holding a wafer, and an exposing means for illuminating a mask held on the mask stage to expose the wafer are provided, and a plurality of masks are exchanged to repeatedly perform exposure on a plurality of regions of the wafer. An exposure apparatus, wherein when performing exposure with a certain mask on the same wafer and then performing exposure with the next mask, the exposure apparatus starts exposure from the last exposed area.
ーケンス、もしくはステップ・アンド・リピートの動作
シーケンスで複数の領域に順次露光を行うことを特徴と
する請求項１７又は１８記載の露光装置。19. The exposure apparatus according to claim 17, wherein a plurality of regions are sequentially exposed in a step-and-scan operation sequence or a step-and-repeat operation sequence.
マスクを用いた露光による多重露光を行なうものである
ことを特徴とする請求項１７又は１８記載の露光装置。20. The exposure apparatus according to claim 17, wherein multiple exposure is performed by exposure using a first mask and exposure using a second mask.
クでの露光を行ない、部分的コヒーレント照明によって
第２のマスクの露光を行なうことを特徴とする請求項２
０記載の露光装置。21. The method according to claim 2, wherein exposure with the first mask is performed by coherent illumination, and exposure of the second mask is performed by partial coherent illumination.
Exposure apparatus according to 0.
マスクを用いた露光によるスティッチング露光を行なう
ものであることを特徴とする請求項１７又は１８記載の
露光装置。22. The exposure apparatus according to claim 17, wherein an exposure using a first mask and a stitching exposure using an exposure using a second mask are performed.
シマレーザー、あるいはＦ２レーザーの光源を有するこ
とを特徴とする請求項１７又は１８記載の露光装置。23. The exposure apparatus according to claim 17, further comprising a light source of a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, or an F2 laser.
からのマスクの回収とマスクステージへのマスクの供給
をほぼ同時に行なう機構を有することを特徴とする請求
項１７乃至２３のいずれか記載の露光装置。24. The exposure apparatus according to claim 17, further comprising a mechanism for substantially simultaneously recovering the mask from the mask stage and supplying the mask to the mask stage when replacing the mask. .
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